Influence of the pre-treatment of nanofibers obtained from mushrooms on the mechanical properties of the paper

• Autorzy: Zin Mizan Izzati Mat , Suratem Muhammad Azammuddin , Nawawi Wan Mohd Fazli Wan

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2021.9.3

Warianty tytułu

PL

Wpływ obróbki wstępnej nanowłókien pozyskanych z grzybów na właściwości mechaniczne papieru

• Konferencja: Malaysia International Conference on Nanotechnology & Catalysis MICNC 2021 (1 ; 01.09–03.09. 2021 ; Malaya, Malaysia)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The influence of the pre-treatment process (freezing, drying) on the tensile properties of chitin paper obtained from nanofibers of three commercial species of fungi: oyster mushrooms (P. ostreatus), enoki (F. velutipes) and shiitake (L. edodes) was investigated. The chitin nanofibers were extracted by a mild alkaline process. The highest tensile strength was observed for paper obtained from fresh mushrooms fibers, which may result from the lack of the chitin fiber modification. Freezing and drying processes have been found to reduce the strength of the paper, possibly due to ice crystal formation and the keratinization effect of the nanofibers, respectively. The paper obtained from enoki fungus nanofibers was characterized by the highest tensile strength, which may be due to the very long fiber. However, in terms of elongation at break, the best results were obtained with oyster mushrooms nanofibers, probably due to the relatively shorter chitin fiber. The long enoki nanofibers can therefore be used as a good reinforcement of the paper.

PL

Zbadano wpływ procesu obróbki wstępnej (zamrażanie, suszenie) na właściwości mechaniczne przy rozciąganiu papieru chitynowego otrzymanego z nanowłókien trzech komercyjnych gatunków grzybów: boczniaka ostrygowatego (P. ostreatus), enoki (F. velutipes) i shiitake (L. edodes). Nanowłókna chitynowe wyekstrahowano w łagodnym procesie alkalicznym. Największą wytrzymałość na rozciąganie zaobserwowano dla papieru otrzymanego z włókien świeżych grzybów, co może wynikać z braku modyfikacji włókna chitynowego. Stwierdzono, że procesy zamrażania i suszenia zmniejszają wytrzymałość papieru, co jest prawdopodobnie spowodowane odpowiednio tworzeniem się kryształków lodu i efektem rogowacenia nanowłókien. Otrzymany z grzybów enoki papier charakteryzował się największą wytrzymałością na rozciąganie, co może wynikać z dużej długości tego włókna. Jednak pod względem wydłużenia przy zerwaniu najlepsze wyniki uzyskano dla grzybów boczniaka, prawdopodobnie ze względu na stosunkowo krótkie włókno chitynowe. Długie nanowłókna enoki mogą więc być stosowane jako dobre wzmocnienie papieru.

Słowa kluczowe

EN

chitin nanofiber; chitin paper; fungal-based chitin

PL

nanowłókna chitynowe; papier chitynowy; chityna na bazie grzybów

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2021
• Tom: T. 66, nr 9
• Strony: 466--471
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., rys. kolor.

Twórcy

autor

Zin Mizan Izzati Mat

• Department of Biotechnology Engineering, Kuliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia (IIUM), Jalan Gombak, 53100 Kuala Lumpur, Malaysia

• https://orcid.org/0000-0003-3667-9521+

autor

Suratem Muhammad Azammuddin

• Department of Biotechnology Engineering, Kuliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia (IIUM), Jalan Gombak, 53100 Kuala Lumpur, Malaysia

autor

Nawawi Wan Mohd Fazli Wan

• Department of Biotechnology Engineering, Kuliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia (IIUM), Jalan Gombak, 53100 Kuala Lumpur, Malaysia

• https://orcid.org/0000-0002-8663-0542+

Bibliografia

• [1] Guo Y., Duan B., Zhou J. et al.: Cellulose 2014, 21, 1781. https://doi.org/10.1007/s10570-014-0164-z
• [2] Wysokowski M., Petrenko I., Stelling A. et al.: Polymers 2015, 7, 235. https://doi.org/10.3390/polym7020235
• [3] Khor E.: “The Sources and Production of Chitin” In Chitin: Fulfilling a Biomaterials Promise, 2001, Elsevier. p. 63. https://doi.org/10.1016/b978-008044018-7/50005-1
• [4] Ifuku, S., Nomura, R., Morimoto, M. et al.: Materials (Basel) 2011, 4, 1417. https://doi.org/10.3390/ma4081417
• [5] Erdogan S., Kaya M., Akata I.: “Chitin extraction and chitosan production from cell wall of two mushroom species (Lactarius vellereus and Phyllophora ribis)”, Materials from The 6th International Advances In Applied Physics and Materials Science Congress & Exhibition, 1–3 June 2016, 1809. https://doi.org/10.1063/1.4975427
• [6] Nawawi W., Lee K.-Y., Kontturi E. et al.: ACS Sustainable Chemistry & Engineering 2019, 7, 6492. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.9b00721
• [7] Xiao J., Zhang M., Wang W. et al.: Int J Biol Macromol 2020, 164, 4628. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.09.073
• [8] Salehinik F., Behzad T., Zamani, A. et al.: Int J Biol Macromol 2021, 167, 1126. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.11.066
• [9] Kollar R., Reinhold B.B., Petrakova E. et al.: The Journal of Biological Chemistry 1997, 272, 17762. https://doi.org/10.1074/jbc.270.3.1170
• [10] Sietsma J.H., Wessels J.G.H.: Journal of General Microbiology 1979, 114, 99. https://doi.org/10.1099/00221287-114-1-99
• [11] Hartland R.P., Vermeulen C.A., Klis F.M. et al.: Yeast 1994, 10, 1591. https://doi.org/10.1002/yea.320101208
• [12] Heux L.B., J., Desbrieres J., Versali M.F, Rinaudo M.: Biomacromolecules 2000, 1, 746. https://doi.org/10.1021/bm000070y
• [13] Gaderer R., Seidl-Seiboth V., Kappel L.: Current Biotechnology 2017, 6, 178. https://doi.org/10.2174/2211550105666160330205801
• [14] Sietsma J.H., Wessels J.G.H.: Biochimica et Biophysica Acta, 1977, 496, 225. https://doi.org/10.1016/0304-4165(77)90131-3
• [15] Haneef M., Ceseracciu L., Canale C. et al.: Scientific Reports 2017, 7, 41292. https://doi.org/10.1038/srep41292
• [16] Jones M.P., Weiland K., Kujundzic M. et al.: Biomacromolecules 2019, 20, 3513. https://doi.org/10.1021/acs.biomac.9b00791
• [17] Yousefi N., Jones M.P., Bismarck A. et al.: Carbohydrate Polymers 2021, 253, 117273. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.117273
• [18] Tian Y., Zhao Y., Huang J. et al.: Food Chem 2016, 197, 714. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.11.029
• [19] Berk Z.: “Freeze drying (lyophilization) and freeze concentration” in Food Process Engineering and Technology, 2018. p. 567–581. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812018-7.00023-3
• [20] Li T., Lee J.-W., Luo L. et al.: Applied Biological Chemistry 2018, 61, 257. https://doi.org/10.1007/s13765-018-0354-8
• [21] Chen B., Sun K., Ren T.: European Polymer Journal 2005, 41, 453. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2004.10.015
• [22] Percot A., Viton C., Domard A.: Biomacromolecules 2003, 4, 12. https://doi.org/10.1021/bm025602k
• [23] Topalovic T., Nierstrasz V.A., Bautista L. et al.: Cellulose 2007, 14, 385. https://doi.org/10.1007/s10570-007-9120-5
• [24] Yoo S.I., Lee H.Y., Markkandan K. et al.: BMC Genomics 2019, 20, https://doi.org/10.1186/s12864-019-5509-4
• [25] Yan D., Liu Y., Rong C. et al.: Fungal Biology 2020, 124, 135. https://doi.org/10.1016/j.funbio.2019.12.008
• [26] Belozerskaya T.A., Gessler N.N., Aver‘yanov A.A.: “Melanin Pigments of Fungi” in Fungal Metabolites, 2017. p. 263-291. https://doi.org/10.1007/978-3-319-25001-4_29
• [27] Plonka P.M., Grabacka M.: Acta Biochimica Polonica 2006, 53, 429. https://doi.org/10.18388/abp.2006_3314
• [28] Li D., Zhu Z., Sun D.-W.: Trends in Food Science & Technology 2018, 75, 46. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2018.02.019
• [29] Ragoonanan V., Less R., Aksan A.: Cryobiology 2013, 66, 96. https://doi.org/10.1016/j.cryobiol.2012.10.008
• [30] Fernandes Diniz J.M.B., Gil M.H., Castro J.A.A.M.: Wood Science and Technology 2004, 37, 489. https://doi.org/10.1007/s00226-003-0216-2
• [31] Yu M., Zhang H., Liu Z. et al.: Fibers and Polymers 2019, 20, 1726. https://doi.org/10.1007/s12221-019-1171-3

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).